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Österreichische PATENTSCHRIFT Nr, 17594. WILLIAM STANLEY IN GREAT BARRINGTON (V. ST. v. A.).
Elektrizitätszähler.
Diese Erfindung betrifft einen Apparat zum Messen der Energie elektrischer Ströme.
Die Erfindung, welche eine einfache und genaue Messung bezweckt, besteht im wesentlichen darin, durch eine Dynamometerwicklung eine der Energie proportionale Drehungskraft und Gegendrehl1ngslrraft zu schaffen, gleiche Zeitperioden abzumarkieron und der Drehungskraft und Gegendrehungskraft proportionale Grössen während eines jeden Inter- valles zu integrieren.
Der Apparat lässt sich in verschiedenen Ausführungsformen anwenden. Im wesentlichen besteht derselbe aus einem Dynamometer zum Messen der Energie im Stromkreise, einem chronometrischen Schläger zum Abmarkieren der Zeitperioden und zum Ein-und Ausschalten der Nebenschlusswicklung des Dynamometers, um dieselbe in Schwingung zu versetzen und eine Gegendrehungskraft hervorzubringen, sowie einem Integrationsmechanismus.
Durch die schwingende Wicklung des Dynamometers wird ein Schaltrad bewegt, welches schrittweise die Feder aufwindet, bis die Gegondrehungskraft der Drehungskraft des Dynamometers das Gleichgewicht hält ; hierauf wird zu Ende der eine Anzahl von liewegungen der Dynamometerwicklung einschliessenden Perioden der Feder gestattet, ein Intogrationsgetriebe in Gang zu setzen. Die Spannung der Feder entspricht der Energie
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gleichfalls jener Energie.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform des Apparates veranschau- licht, u. zw. zeigt : Fig. l eine Vorderansicht, Fig. 2 einen Morizontalschnitt nach der Linie y-y der Fig. I, Fig. 3 eine Detailausicht und Fig. 4 ein Schema der Stromkreise.
Es bezeichnet 1 eine üauptstromwicklung eines Dynamometers und 2 die auf Zapfen 3 drehbare Nebenschlusswicklung. Von der Nebenschlusswicklung hängen zwei Arme 4 herab, die an einem Gestell. 5 befestigt sind, welches eine in ein Zahnrad 7 eingreifende Sperrklinke 6 trägt. Dieses Rad 7 sitzt auf der Welle 8 und trägt zwei Spiralfedern 9, deren äussere Enden mit einem Arm 10 verbunden sind, der von einer Welle 11 getragen wird. Die Welle 8 hat ihr unteres Lager 12 auf dem oberen Ende der Welle 11 und
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hoben wird.
Die Bewegungen dieser KHnken werden durch die Daumen 17 und 18 geregelt, welche bei dieser Anordnung mechanisch durch den chronometrischen Schläger bewegt werden, wobei die mit der Bewegung dieses Getriebes verbundene Arbeit verrichtet wird, wenn dem Schläger Strom zugeführt wird.
Der Schläger besteht aus einem Anker 20, der auf einer Welle 21 angeordnet ist und durch die Federn 22a, 22b gerade ausser Linie mit dem Eisengestell 22 gehalten wird. Der Anker 2 wird durch die Windungen 28 magnetisiert, u. zw. wird deren Strom durch eine selbsttätige Kurzschlussvorrichtung aus- und eingeschaltet. Letztere besteht aus dem Arm 2J, der durch den Stift 25 auf dem Ende der Welle 21 bewegt wird ; infolgedessen steht der Arm 24 mit den Kontakten 2 die ganze Zeit in Berührung, ausgenommen während des letzten Teiles einer jeden ersten halben Schwingung.
Wenn der Anker 20 schwingt, werden die Spulen 23 somit abwechselnd magnetisiert und entmagnetisiert, 11. zw. magnetisiert nur während des letzteren Teils einer jeden ersten halben Schwingung ;
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der Anker bleibt infolgedessen in Bewegung und der Mechanismus stellt eine sehr genaue Chronometervorrichtung dar. Die auf der schwingenden Welle 21 angeordnete Klinke 27 greift in das Rad 28 ein, wenn der Schläger Strom erhäft, und verrichtet zu der Zeit ihre Arbeit.
Bei der Tätigkeit dieses Zählers schliesst der Schläger nicht nur den Strom auf seinen eigenen Windungen 23 kurz sondern bewirkt auch den Kurzschluss der Dynamomoterwicklung 2, mit dem Ergebnis, dass diese Wicklung abwechselnd magnetisiert und entmagnetisiert wird und magnetische Impulse auftreten, die der Drehungsliraft entsprechen, weiche von den durch das Dynamometer niessenden Strömen herrührt. Wenn die Dynamo- meterwicklucg 2 diese magnetischen Impulse erhält, wird sie, solange sie dann frei ist, ein wenig schwingen ; ihre Drehungskraft wird proportional sein der Energie in dem Stromkreis und die von ihr getragene Schaltklinke 6 wird das Rad 7 den Federn 9 entgegen drehen.
Diese Schaltbewegung wird fortgesetzt, bis die Gegendrehungskraft der Federn gleich der Drehungskraft der Dynamometerwickiungen ist ; von diesem Augenblicke an hören die Schwingungen der Spule 2 auf. Der chronometrische Schläger arbeitet jedoch fort- während und-sein Getriebe mit den Daumen 17 und 18 setzt die Bewegung fort. Zu Ende einer jeden Umdrehungsperiode der Daumen 17 und 18 wird der Klinke 14 gestattet, mit dem Rad 13 in Eingriff zu treten, und die Klinke 16 wird aus dem Rad 15 ausgehoben.
Wenn dies stattfindet, dreht sich die das Rad 15 tragende Welle 11 unter der Wirkung der Federn 9, bis diese ganz schlaff sind ; die Grösse der Bewegung wird auf der Anzeige- Scheibe registriert, deren Getriebe durch die Schnecke auf der Welle 11 bewegt wird.
Während der Zeit, in welcher sich die Welle 11 unter der Wirkung der Feder 9 dreht, wird die Welle 8 an der Drehung durch die Klinke-M gehindert und die Wicklung 2 kann also das Rad 7 während der Zeit nicht drehen, in welcher sich die Federn 9 abwinden. Via Daumen 17 und 18 sind so angeordnet, dass, sobald die Federn ganz schlaff geworden sind, die Klinke 16 mit dem Rad 15 in Eingriff kommt und es dadurch an der weiteren Bewegung hindert und dass zu gleicher Zeit die Klinke 14 aus dem Rad 13 ausgehoben wird und dadurch der Welle 8 wieder gestattet, sich unter der Einwirkung der Wicklung 2 zu bewegen. Diese Anordnung ist sehr einfach und gibt sehr genaue Resultate.
Bei der dargestellten Anordnung sind die wesentlichen Elemente ein Dynamometer, ein chronometrischer Schläger, welcher auf die Nebenschlusswicklung des Dynamometers einwirkt, um ein Schwingen desselben zu verursachen, und eine durch den Schläger ge- regelte Vorrichtung zum Integrieren der Energieanzeigen während kurzer Perioden, welche gewohnlich eine Anzahl von Schwingungen der Nebenschlusswicklung umfassen. Das Dynamometer misst die Energie im Stromkreis in verschiedenen Augenblicken und drückt durch seine Drehungskraft die Grösse der durch dasselbe übertragenen Energie aus.
Der chrono- metrische Schläger markiert getrennte Anzeigeporioden, verursacht eine bestimmte Be- weKungsgrösse während jeder Periode und erzeugt in der Nebenschlusswicklung Impulse, welche während der Anzeigeperioden auf Federn wirken, bis deren entgegengesetzte Kraft die Drehungskraft des Dynamometers ausgleicht ; der Integrationsmechanismus registriert in den Integrationsporioden die Summe der Drehungskraftgrössen, die durch das Dynamo- meter in durch den Schläger ausgedrückten Zeitmassen entwickelt werden, wobei während einer jeden Integrationszeitperiode eine Grösse integriert wird, die proportional der Drehungs- kraft des Dynamometers während der Anzeigeperioden ist.
Die Anxeigepcrioden und Anzeigen sind getrennt und jede wird durch den chrono- metrischen Schläger bestimmt, indem der Integrationsmechanismus arbeitet, um während einer Integrationsperiode eine Grösse zu registrieren, die proportional der Drehungskraft während der vorhergehenden Integrationsperiode ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ein Elektrizitätszähler, bei welchem durch periodisches Spannen einer Feder eine der Energie im Stromkreise proportionale Gegendrebkraft hervorgebracht wird, welche zu
Ende einer jeden Periode ein Registriergetriebe betreibt, um eine der verbrauchten Energie proportionale Grösse zu integrieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannen der Feder (9) schrittweise durch die Schwingungen der beweglichen Spule (2) eines Wattmeters hervor- gerufen wird.